Le génome est plus qu'une suite linéaire de gènes. Il est compacté dans l’espace tridimensionnel du noyau cellulaire en structures tertiaires et quaternaires d'ordre supérieur. Les gènes flanquants s'organisent dans des domaines chromosomiques qui sont caractérisés par de types différents de chromatine, actifs ou répressifs.
Dans l'espace 3D, chaque site à l’intérieur d’un domaine contacte les autres sites à l’intérieur du domaine plus fréquemment que les sites d’autres domaines.
Cette propriété permet de définir les domaines physiques ou topologiquement associés (TAD). Au niveau du chromosome, les TAD individuels forment des contacts avec d'autres TAD, préférentiellement du même type, afin de construire des architectures 3D ordonnées appelées territoires chromosomiques. Enfin, différents chromosomes s'organisent de manière non aléatoire dans l'espace nucléaire.
Par conséquent, le génome eucaryote est hautement organisé en 3D et cette régulation peut être transmise ou modulée pendant la vie des cellules et des organismes. Cette chorégraphie chromosomique sophistiquée implique des milliers de différents acteurs - séquences d'ADN, ARNs et protéines - mais plutôt que de se combiner en un nombre infini de formes, ces composantes organisent un nombre relativement limité de types de chromatine, soit actifs, soit répressifs.
En particulier, deux groupes principaux de facteurs régulateurs du génome sont constitués par les protéines Polycomb (PcG) et Trithorax (trxG). Les protéines PcG maintiennent la mémoire des états silencieux de l'expression de gènes à travers la physiologie cellulaire et les divisions cellulaires multiples, tandis que les membres du trxG maintiennent des états actifs de la chromatine.
Ces protéines sont capables de reconnaître les états chromatiniens de leurs gènes cibles et de maintenir ces états au fil des divisions cellulaires même après la disparition des régulateurs transcriptionnels qui les ont induits en premier lieu. Remarquablement, ces états peuvent également être transmis à une fraction de la descendance au cours de plusieurs générations.
Dans notre laboratoire, nous visons à comprendre le principe régissant l'organisation du génome en 3D, ses implications fonctionnelles et les mécanismes moléculaires par lesquels les protéines PcG et trxG régulent leurs gènes cibles, transmettent l'héritage des états chromatiniens et orchestrent le développement.
Pour atteindre cet objectif, nous utilisons une variété d'approches et de techniques complémentaires dans les domaines de la biologie moléculaire, cellulaire et de développement, de la génomique et de la bioinformatique.
Repression and 3D-restructuring resolves regulatory conflicts in evolutionarily rearranged genomes.
Ringel AR, Szabo Q, Chiariello AM, Chudzik K, Schöpflin R, Rothe P, Mattei AL, Zehnder T, Harnett D, Laupert V, Bianco S, Hetzel S, Glaser J, Phan MHQ, Schindler M, Ibrahim DM, Paliou C, Esposito A, Prada-Medina CA, Haas SA, Giere P, Vingron M, Wittler L, Meissner A, Nicodemi M, Cavalli G, Bantignies F, Mundlos S, Robson MI
A shared ancient enhancer element differentially regulates the bric-a-brac tandem gene duplicates in the developing Drosophila leg.
Bourbon HG, Benetah MH, Guillou E, Mojica-Vazquez LH, Baanannou A, Bernat-Fabre S, Loubiere V, Bantignies F, Cavalli G, Boube M
Comprehensive characterization of the epigenetic landscape in Multiple Myeloma.
Alaterre E, Ovejero S, Herviou L, de Boussac H, Papadopoulos G, Kulis M, Boireau S, Robert N, Requirand G, Bruyer A, Cartron G, Vincent L, Martinez AM, Martin-Subero JI, Cavalli G, Moreaux J
Challenges and guidelines toward 4D nucleome data and model standards.
Marti-Renom MA, Almouzni G, Bickmore WA, Bystricky K, Cavalli G, Fraser P, Gasser SM, Giorgetti L, Heard E, Nicodemi M, Nollmann M, Orozco M, Pombo A, Torres-Padilla ME
Loss of PRC1 induces higher-order opening of Hox loci independently of transcription during Drosophila embryogenesis.
Recruitment of Drosophila Polycomb group proteins to chromatin by DSP1
Dejardin J, Cavalli G.
The epigenome network of excellence.
Akhtar A, Cavalli G
Dissection of a natural RNA silencing process in the Drosophila melanogaster germ line
Aravin, A. A., Klenov, M. S., Vagin, V. V., Bantignies, F., Cavalli, G., and Gvozdev, V. A.
Chromatin inheritance upon Zeste-mediated Brahma recruitment at a minimal cellular memory module
Déjardin, J., and Cavalli, G.
Interaction between GAF and Mod(mdg4) proteins promotes insulator bypass in Drosophila
Melnikova, L., Juge, F., Gruzdeva, N., Mazur, A., Cavalli, G., and Georgiev, P.
Combined immunostaining and FISH analysis of polytene chromosomes
Lavrov, S., Déjardin, J., and Cavalli, G.
SNR1 is an essential subunit in a subset of drosophila brm complexes, targeting specific functions during development
Zraly, C. B., Marenda, D. R., Nanchal, R., Cavalli, G., Muchardt, C., and Dingwal, A.K.
Protein-DNA interaction mapping using genomic tiling path microarrays in Drosophila
Sun, L. V., Chen, L., Greil, F., Nègre, N., Li, T. R., Cavalli, G., Zhao, H., Van Steensel, B., and White, K.
Inheritance of Polycomb-dependent chromosomal interactions in Drosophila
Bantignies, F., Grimaud, C., Lavrov, S., Gabut, M., and Cavalli, G.
Chromatin as a eukaryotic template of genetic information
Cavalli, G.
The MYST Domain Acetyltransferase Chameau Functions in Epigenetic Mechanisms of Transcriptional Repression
Grienenberger, A., Miotto, B., Sagnier, T., Cavalli, G., Schramke, V., Geli, V., Mariol, M. C., Berenger, H., Graba, Y., and Pradel, J.
Epigenetic Inheritance of active chromatin after removal of the main transactivator
Cavalli, G., Paro, R.
Mapping DNA target sites of chromatin-associated proteins by formaldehyde cross-linking in Drosophila embryos.
Cavalli, G., Orlando, V., and Paro, R.
The Drosophila Fab-7 chromosomal element conveys epigenetic inheritance during mitosis and meiosis
11) Cavalli, G., and Paro, R.
Thèses et hdr
Étude du repliement tridimensionnel de la chromatine en domaines topologiques 27/11/2019
Soutenue par Quentin Szabo le 27/11/2019 sous la direction de Frédéric Bantignies et de Giacomo Cavalli
Rôle dynamique du PRC1 au cours du développement normal et de la tumorigenèse chez Drosophila melanogaster 16/11/2018
Soutenue par Vincent Loubière le 16/11/2018 sous la direction de Anne/Marie Martinez et de Giacomo Cavalli
Caractérisation de la diversité des sites de fixation des protéines du groupe Polycomb chez la Drosophile 29/09/2017
par Marianne Entrevan le 29/09/2017 sous la direction de Giacomo Cavalli et de Bernd Schuttengruber
Héritage transgénérationnel stable d'états chromatiniens alternatifs chez Drosophila melanogaster 16/12/2015
Defended by Filippo Ciabrelli on 16/12/2015 under the supervision of Giacomo Cavalli
Histone H3 Serine 28 is essential for efficient Polycomb/mediated gene repression in Drosophila 09/02/2015
Soutenue par Yuk Kwong Yung le 09/02/2015 sous la direction de Giacomo Cavalli
Ciblage dynamique et différentiel des complexes Polycomb au cours du développement de Drosophila melanogaster 30/11/2012
Anna Delest, 30/11/2012
Fonction différentielle des protéines du groupe Polycomb durant le développement de la Drosophile 24/11/2011
Soutenue par Samy Sakr le 24/10/2011
Etude génomique et structurale de la chromatine chez la Drosophile 24/10/2011
Benjamin Leblanc, 23/06/2011
Le noyau cellulaire et la régulation génique par les protéines du groupe Polycomb 28/10/2010
Bernd Stadelmayer 28/10/2010
Rôle des protéines du groupe Polycomb et trithorax dans l'organisation nucléaire des gènes homéotiques chez Drosophila melanogaster 10/12/2008
Virginie Roure 10/12/2008
Etudes moléculaires des interactions fonctionnelles entre la répression dépendante des protéines du groupe Polycomb et les insulateurs de gipsy chez la drosophile 20/11/2007
Itys Comet 20/11/2007
Recherche des Gènes Cibles des Protéines du Groupe Polycomb (PcG) chez la Drosophile 28/11/2005
Nicolas Nègre 28/11/2005
Séquences et facteurs nécessaires à la mémoire épigénétique des états chromatiniens 27/05/2004